Методоло́гія картографува́ння простору для моделювання та оптимізації проектування інженерних систем була вперше виявлена розроблена Джоном Бендлером в 1993 році. Вона використовує відповідні існуючі знання для прискорення генерації моделі і оптимізації проектування системи. Знання оновлюється новою інформацією перевірки з системи, коли вона доступна.
Концепція
У методології просторових карт використовується «квазі-глобальне» формулювання, яке розумно пов'язує супутні «грубі» (ідеальні або низькоточні) і «тонкі» (практичні або високоточні) моделі різної складності. В інженерному дизайні картографування простору дуже швидка та груба модель з дорогої для обчислення тонкої моделі, щоб уникнути дорогої оптимізації тонкої моделі. Вирівнювання може виконуватися як автономно (удосконалення моделі), так і мимохідь із сурогатними оновленнями (наприклад, агресивне просторове відображення).
Методологія
В основі цього процесу лежить пара моделей: одна дуже точна, але надто дорога, щоб використовувати її безпосередньо зі звичайною процедурою оптимізації, і перша значно дешевше і, відповідно, менш точна. Пізня (швидка модель) зазвичай називається «грубою» моделлю (грубий простір). Перша (повільна модель) зазвичай називається тонкою моделлю. Валідація простору («реальність») являє собою тонку модель, наприклад, фізичну модель високої точності. Оптимізаційний простір, в якому здійснюється звичайна оптимізація, включає грубу модель (або сурогатну модель), наприклад фізику з низьким рівнем точності або модель «знань». Етап оптимізації картографування включає в себе передбачення або «виконання», де результати оптимізованої «зкартографованої грубої моделі» (оновленого сурогату) призначаються тонкої моделі для перевірки. Після процесу перевірки, якщо специфікації проекту не виконуються, відповідні дані переносяться в простір оптимізації («зворотний зв'язок»), де оновлена груба модель або сурогат оновлюється (поліпшується, перебудовується за допомогою тонкої моделі) використовуючи ітеративний процес оптимізації під назвою «витяг параметрів». Саме формулювання відображення включає в себе «інтуїцію», частина так званого «відчуття» інженера для проблеми. [1] Зокрема, процес Агресивної космічної карти (ASM) відображає ключові характеристики пізнання (підхід експерта до проблеми) і часто ілюструється простими когнітивними термінами.
Розвиток
Згідно концепції Джона Бендлера 1993 року, алгоритми використовували доповнення Бройде (агресивне просторове відображення), області довіри, і штучні нейронні мережі. Нові розробки включають неявне картографування простору, в якому ми допускаємо змінені параметри, які не використовувались в процесі оптимізації в грубій моделі, і відображення вихідного простору, де застосовується перетворення до відповідної моделі. У статті розглядається стан справ після перших десяти років розробки і впровадження. Настройка картографуванного простору використовує так звану модель настройки, створену инвазивно з тонкої моделі, а також процес калібрування, який перетворює параметри настроєної оптимізованої моделі до відповідних оновленнь змінних проекту. Концепція просторового відображення була доповнена просторовим відображенням на основі нейронів для статистичного моделювання нелінійних НВЧ-пристроїв з великими сигналами.
Сучасний огляд 2016 року присвячений агресивному просторовому картуванню. Він охоплює два десятиліття розробок і інженерних досвідів.
Методологія картографування простору також може бути використана для вирішення інших задач. Перевірені методи включають в себе алгоритм лінійного зворотного просторового відображення (LISM), а також метод просторового відображення зі зворотними відмінностями (SM-ID).
Категорія
Оптимізація відображення простору належить до класу сурогатних методів оптимізації, тобто до методів оптимізації, які покладаються на сурогатну модель.
Інструменти
Техніка космічного картування застосовується в багатьох дисциплінах, включаючи мікрохвильовий та електромагнітний дизайни, цивільні і механічні додатки, аерокосмічну техніку і біомедичні дослідження. Деякі приклади:
- Оптимізація кривизни крила літака
- Дизайн автомобільної ударостойкости.
- Аналіз джерел ЕЕГ.
- Оптимізація антени мобільних телефонів
- Проектування центрування СВЧ-ланцюгів
- Дизайн електричних машин з використанням мультіфізічного моделювання
- Управління рівняннями з похідними
- Виконання звукової котушки
- Реконструкція локальних магнітних властивостей
- Структурна оптимізація
- Проектування мікрохвильових мультиплексорів
Симулятори
В оптимізації та моделюванні просторових відображень можуть брати участь різні симулятори.
Конференції
У трьох міжнародних семінарах основна увага була приділена мистецтву, науці і технології картування простору.
- Перший міжнародний семінар з сурогатного моделювання і картографування простору для інженерної оптимізації (Lyngby, Данія, листопад 2000р.)
- Другий міжнародний семінар з сурогатного моделювання і картографування простору для інженерної оптимізації (Lyngby, Данія, листопад 2006 року)
- Третій міжнародний семінар з сурогатного моделювання і картографування простору для інженерної оптимізації (Рейк'явік, Ісландія, серпень 2012 року)
Термінологія
Існує широкий спектр термінології, пов'язаної з просторовим відображенням: ідеальна модель, груба модель, грубий простір, тонка модель, модель компаньйон, дешева модель, дорога модель, сурогатна модель, низька точність (дозвіл), висока точність, емпірична модель, спрощена фізична модель, фізична модель, квазі-глобальна модель, фізично виразна модель, пристрій для тестування, модель на основі електромагнітів, імітаційна модель, обчислювальна модель, модель для настройки, модель калібрування, сурогатна модель, сурогатне оновлення, сурогатна оптимізація, витяг параметрів, цільова реакція, простір оптимізації, простір перевірки, відображення нейро-простору, відображення неявного простору, відображення вихідного простору, настройка порту, предискаженіем (проектних специфікацій), відображення різноманіття, виправлення дефектів, управління моделлю, мульти-точні моделі, змінна точність / змінна складність, багатосіточні методи, груба сітка, точна сітка, сурогатно керований, імітаційно керований, модельне моделювання, моделювання на основі особливостей.
Див. також
{{Columns-list|3|
- Адаптивне керування
- Психологічне моделювання
- Обчислювальний електромагнетизм
- Computer-aided design
- Інженерна оптимізація
- Метод скінченних елементів
- Кригінг
- Лінійне наближення
- Ментальні моделі
- [en]
- Метод опорних векторів
- Моделезалежний реалізм
- Мультифізика
- Юстування приладу
- Метод Бокса — Вілсона
- [en]
- [en]
- [en]
Посилання
- Душкін В. Математична модель розсіяння плоских хвиль на багатошарових імпедансних структурах. Львів 2013, Вісник ЛНУ ім. І.Франка
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Metodolo giya kartografuva nnya prostoru dlya modelyuvannya ta optimizaciyi proektuvannya inzhenernih sistem bula vpershe viyavlena rozroblena Dzhonom Bendlerom v 1993 roci Vona vikoristovuye vidpovidni isnuyuchi znannya dlya priskorennya generaciyi modeli i optimizaciyi proektuvannya sistemi Znannya onovlyuyetsya novoyu informaciyeyu perevirki z sistemi koli vona dostupna KoncepciyaU metodologiyi prostorovih kart vikoristovuyetsya kvazi globalne formulyuvannya yake rozumno pov yazuye suputni grubi idealni abo nizkotochni i tonki praktichni abo visokotochni modeli riznoyi skladnosti V inzhenernomu dizajni kartografuvannya prostoru duzhe shvidka ta gruba model z dorogoyi dlya obchislennya tonkoyi modeli shob uniknuti dorogoyi optimizaciyi tonkoyi modeli Virivnyuvannya mozhe vikonuvatisya yak avtonomno udoskonalennya modeli tak i mimohid iz surogatnimi onovlennyami napriklad agresivne prostorove vidobrazhennya MetodologiyaV osnovi cogo procesu lezhit para modelej odna duzhe tochna ale nadto doroga shob vikoristovuvati yiyi bezposeredno zi zvichajnoyu proceduroyu optimizaciyi i persha znachno deshevshe i vidpovidno mensh tochna Piznya shvidka model zazvichaj nazivayetsya gruboyu modellyu grubij prostir Persha povilna model zazvichaj nazivayetsya tonkoyu modellyu Validaciya prostoru realnist yavlyaye soboyu tonku model napriklad fizichnu model visokoyi tochnosti Optimizacijnij prostir v yakomu zdijsnyuyetsya zvichajna optimizaciya vklyuchaye grubu model abo surogatnu model napriklad fiziku z nizkim rivnem tochnosti abo model znan Etap optimizaciyi kartografuvannya vklyuchaye v sebe peredbachennya abo vikonannya de rezultati optimizovanoyi zkartografovanoyi gruboyi modeli onovlenogo surogatu priznachayutsya tonkoyi modeli dlya perevirki Pislya procesu perevirki yaksho specifikaciyi proektu ne vikonuyutsya vidpovidni dani perenosyatsya v prostir optimizaciyi zvorotnij zv yazok de onovlena gruba model abo surogat onovlyuyetsya polipshuyetsya perebudovuyetsya za dopomogoyu tonkoyi modeli vikoristovuyuchi iterativnij proces optimizaciyi pid nazvoyu vityag parametriv Same formulyuvannya vidobrazhennya vklyuchaye v sebe intuyiciyu chastina tak zvanogo vidchuttya inzhenera dlya problemi 1 Zokrema proces Agresivnoyi kosmichnoyi karti ASM vidobrazhaye klyuchovi harakteristiki piznannya pidhid eksperta do problemi i chasto ilyustruyetsya prostimi kognitivnimi terminami RozvitokZgidno koncepciyi Dzhona Bendlera 1993 roku algoritmi vikoristovuvali dopovnennya Brojde agresivne prostorove vidobrazhennya oblasti doviri i shtuchni nejronni merezhi Novi rozrobki vklyuchayut neyavne kartografuvannya prostoru v yakomu mi dopuskayemo zmineni parametri yaki ne vikoristovuvalis v procesi optimizaciyi v grubij modeli i vidobrazhennya vihidnogo prostoru de zastosovuyetsya peretvorennya do vidpovidnoyi modeli U statti rozglyadayetsya stan sprav pislya pershih desyati rokiv rozrobki i vprovadzhennya Nastrojka kartografuvannogo prostoru vikoristovuye tak zvanu model nastrojki stvorenu invazivno z tonkoyi modeli a takozh proces kalibruvannya yakij peretvoryuye parametri nastroyenoyi optimizovanoyi modeli do vidpovidnih onovlenn zminnih proektu Koncepciya prostorovogo vidobrazhennya bula dopovnena prostorovim vidobrazhennyam na osnovi nejroniv dlya statistichnogo modelyuvannya nelinijnih NVCh pristroyiv z velikimi signalami Suchasnij oglyad 2016 roku prisvyachenij agresivnomu prostorovomu kartuvannyu Vin ohoplyuye dva desyatilittya rozrobok i inzhenernih dosvidiv Metodologiya kartografuvannya prostoru takozh mozhe buti vikoristana dlya virishennya inshih zadach Perevireni metodi vklyuchayut v sebe algoritm linijnogo zvorotnogo prostorovogo vidobrazhennya LISM a takozh metod prostorovogo vidobrazhennya zi zvorotnimi vidminnostyami SM ID KategoriyaOptimizaciya vidobrazhennya prostoru nalezhit do klasu surogatnih metodiv optimizaciyi tobto do metodiv optimizaciyi yaki pokladayutsya na surogatnu model InstrumentiTehnika kosmichnogo kartuvannya zastosovuyetsya v bagatoh disciplinah vklyuchayuchi mikrohvilovij ta elektromagnitnij dizajni civilni i mehanichni dodatki aerokosmichnu tehniku i biomedichni doslidzhennya Deyaki prikladi Optimizaciya krivizni krila litaka Dizajn avtomobilnoyi udarostojkosti Analiz dzherel EEG Optimizaciya anteni mobilnih telefoniv Proektuvannya centruvannya SVCh lancyugiv Dizajn elektrichnih mashin z vikoristannyam multifizichnogo modelyuvannya Upravlinnya rivnyannyami z pohidnimi Vikonannya zvukovoyi kotushki Rekonstrukciya lokalnih magnitnih vlastivostej Strukturna optimizaciya Proektuvannya mikrohvilovih multipleksorivSimulyatoriV optimizaciyi ta modelyuvanni prostorovih vidobrazhen mozhut brati uchast rizni simulyatori V oblasti SVCh i radiochastot RF Keysight ADS 1 Impuls Keysight Ansys HFSS CST Microwave Studio 3 FEKO 4 Sonnet em 5 KonferenciyiU troh mizhnarodnih seminarah osnovna uvaga bula pridilena mistectvu nauci i tehnologiyi kartuvannya prostoru Pershij mizhnarodnij seminar z surogatnogo modelyuvannya i kartografuvannya prostoru dlya inzhenernoyi optimizaciyi Lyngby Daniya listopad 2000r Drugij mizhnarodnij seminar z surogatnogo modelyuvannya i kartografuvannya prostoru dlya inzhenernoyi optimizaciyi Lyngby Daniya listopad 2006 roku Tretij mizhnarodnij seminar z surogatnogo modelyuvannya i kartografuvannya prostoru dlya inzhenernoyi optimizaciyi Rejk yavik Islandiya serpen 2012 roku TerminologiyaIsnuye shirokij spektr terminologiyi pov yazanoyi z prostorovim vidobrazhennyam idealna model gruba model grubij prostir tonka model model kompanjon desheva model doroga model surogatna model nizka tochnist dozvil visoka tochnist empirichna model sproshena fizichna model fizichna model kvazi globalna model fizichno virazna model pristrij dlya testuvannya model na osnovi elektromagnitiv imitacijna model obchislyuvalna model model dlya nastrojki model kalibruvannya surogatna model surogatne onovlennya surogatna optimizaciya vityag parametriv cilova reakciya prostir optimizaciyi prostir perevirki vidobrazhennya nejro prostoru vidobrazhennya neyavnogo prostoru vidobrazhennya vihidnogo prostoru nastrojka portu prediskazheniem proektnih specifikacij vidobrazhennya riznomanittya vipravlennya defektiv upravlinnya modellyu multi tochni modeli zminna tochnist zminna skladnist bagatositochni metodi gruba sitka tochna sitka surogatno kerovanij imitacijno kerovanij modelne modelyuvannya modelyuvannya na osnovi osoblivostej Div takozh Columns list 3 Adaptivne keruvannya Psihologichne modelyuvannya Obchislyuvalnij elektromagnetizm Computer aided design Inzhenerna optimizaciya Metod skinchennih elementiv Kriging Linijne nablizhennya Mentalni modeli en Metod opornih vektoriv Modelezalezhnij realizm Multifizika Yustuvannya priladu Metod Boksa Vilsona en en en Posilannya Dushkin V Matematichna model rozsiyannya ploskih hvil na bagatosharovih impedansnih strukturah Lviv 2013 Visnik LNU im I Franka